用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，它包括從下往上依次排列的爐缸、銅水套爐墻、掛式鋼水套，它們的外圍有鋼結(jié)構(gòu)架體，爐缸位于鋼結(jié)構(gòu)架體的底面骨架上，銅水套爐墻的外壁有用于與鋼結(jié)構(gòu)架體連接的固定框，掛式鋼水套懸掛于鋼結(jié)構(gòu)架體的上端；銅水套爐墻包括若干層銅水套，最下面一層的銅水套底部有氧氣噴嘴和打孔放渣裝置；掛式鋼水套的上端有與其連通用于排煙和加料的煙道口和加料口。掛式鋼水套的結(jié)構(gòu)避免了水套的左右變形，打孔放渣裝置的結(jié)構(gòu)克服了渣口水套易漏水和更換水套需要停爐的缺陷，提高熔煉爐的安全使用性能。本發(fā)明采用富氧熔池熔煉具有煙氣量小、煙氣帶走熱低、熔池溫度高、鉛鋅更易揮發(fā)的特點。
【專利說明】用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及適用于有色金屬冶煉，對于含銅、鉛、鋅等多種金屬物料進(jìn)行富氧熔煉，生成銅锍或粗鉛，回收有價金屬的一種熔煉爐。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著我國環(huán)保政策的日益嚴(yán)格和銅、鉛、鋅等行業(yè)準(zhǔn)入條件的實施，對于滿足環(huán)保要求、生產(chǎn)成本低廉的有色冶煉新工藝的需求日益突出。同時，伴隨著高品位原生礦資源的日益減少，對品位偏低、傳統(tǒng)工藝難處理、含復(fù)雜多金屬的物料提出新的處理要求，要求新冶煉工藝適合對多種有價金屬進(jìn)行回收，并達(dá)到回收率高、能耗低的目的。對于低品位多金屬物料，現(xiàn)行的冶金爐很難進(jìn)行處理，需開發(fā)一種新型爐窯，使其能同時回收銅、鉛、鋅、銦等多種金屬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種適合于處理低品位多金屬物料，同時回收多種金屬，實現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能，保證冶煉新工藝實施的富氧熔煉爐。
[0005]本發(fā)明提供的這種用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，它包括從下往上依次排列的爐缸、銅水套爐墻、掛式鋼水套，它們的外圍有鋼結(jié)構(gòu)架體，爐缸位于鋼結(jié)構(gòu)架體的底面骨架上，銅水套爐墻的外壁有用于與鋼結(jié)構(gòu)架體連接的固定框，掛式鋼水套懸掛于鋼結(jié)構(gòu)架體的上端；銅水套爐墻包括若干層銅水套，最下面一層的銅水套底部有氧氣噴嘴和打孔放渣裝置；所述掛式鋼水套的上端有與其連通用于排煙和加料的煙道口和加料口。
[0006]所述鋼結(jié)構(gòu)架`體采用H型鋼制作，包括上端用于懸掛所述掛式鋼水套的掛架和其下方用于固定所述銅水套爐墻和爐缸的支承架，掛架和支承架之間為可拆卸的螺栓連接。
[0007]所述銅水套爐墻內(nèi)包括三層銅水套，銅水套內(nèi)預(yù)埋有純銅管，銅水套的受受熱面均布有燕尾槽，其內(nèi)嵌有相應(yīng)的燕尾槽型磚。
[0008]所述固定框框通過千斤頂和所述支承架固定。
[0009]所述打孔放渣裝置包括預(yù)埋有純銅管的渣口銅水套和銅水套塞子，渣口銅水套的寬度方向中心線上有用于安裝銅水套塞子的錐形通孔，銅水套塞子裝配于錐形通孔內(nèi)，渣口銅水套的非受熱面、錐形通孔的上部兩側(cè)有位置對稱的凸臺，兩凸臺的頂部均開有軸向的螺紋孔，螺紋孔之間通過螺栓連接有鋼板，鋼板跨過銅水套塞子的上端面，使銅水套塞子和渣口銅水套固定限位；所述渣口銅水套的受熱面均布有燕尾槽，其內(nèi)嵌有相應(yīng)的燕尾槽型磚。
[0010]所述銅水套塞子的軸向中心有通孔，通孔外的實體側(cè)壁內(nèi)連接有不銹鋼測溫管，實體的外端面有便于銅水套塞子安裝和拆卸的螺紋孔。
[0011]所述掛式鋼水套，包括截面形狀為U形的內(nèi)框和固定于內(nèi)框U形的開口端的蓋板，內(nèi)框的U形底邊外側(cè)為受熱面，受熱面上有分隔板格柵和渣釘及覆蓋它們的耐火澆注料；蓋板的下部有進(jìn)水管，上部有出水管；蓋板上部有用于懸掛水套的掛板，掛板上開有沿其寬度方向的槽孔，用于與鋼結(jié)構(gòu)連接；內(nèi)框和蓋板之間均布有豎向布置的若干筋板，筋板均布于所述內(nèi)框的非受熱面上，各筋板的內(nèi)側(cè)和外側(cè)沿縱向?qū)?yīng)均布有U形的凹缺，筋板的上端有用于固定所述掛板的掛耳。
[0012]所述蓋板上有與所述筋板相鄰凹缺之間的突出部分穿過的方孔，蓋板的豎向兩側(cè)有用于相鄰水套連接的耳子，下部有螺栓和檢修孔，螺栓垂直蓋板固定于檢修孔的上方，用于與鋼結(jié)構(gòu)連接，檢修孔外連接有盲板法蘭。
[0013]所述進(jìn)水管位于筋板的下端外側(cè)，其上對應(yīng)相鄰筋板的間隙處有出水孔；所述出水管位于所述筋板上端的外側(cè)，其入口端外有通過支撐板與所述蓋板固定的導(dǎo)流板。
[0014]所述掛式鋼水套的上端還有用于烘爐的燒嘴口，下端與所述銅水套爐墻間設(shè)置有膨脹縫，用于克服掛式鋼水套向下的膨脹量和銅水套爐墻向上的膨脹量；所述加料口和為夾套式水冷結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁為不銹鋼材質(zhì)；所述煙道口為銅水套煙道，其銅水套的受熱面均布有燕尾槽，其內(nèi)嵌有相應(yīng)的燕尾槽型磚；所述爐缸包括砌體，砌體的外圍有型鋼圍箍、上端有用于冷卻砌體的爐臺銅水套；砌體上有金屬放出口。
[0015]本發(fā)明整個爐體的載荷均通過鋼結(jié)構(gòu)架體承載，爐缸直接置于鋼結(jié)構(gòu)架體的底面骨架上，銅水套爐墻通過千斤頂與鋼結(jié)構(gòu)架體固定，掛式鋼水套直接懸掛于鋼結(jié)構(gòu)架體的上端，使得整個爐體的安裝和拆卸操作都方便快捷。[0016]銅水套爐墻的內(nèi)腔為熔池，在最下面一層的銅水套下部設(shè)置氧氣噴嘴，使低品位物料和煤在熔池內(nèi)進(jìn)行富氧熔煉。銅水套爐墻的銅水套內(nèi)預(yù)埋有埋純銅管，受熱側(cè)嵌有燕尾槽形磚，燕尾槽磚和銅水套之間相互保護(hù)，大大提高爐墻的壽命。銅水套爐墻的下部有特殊結(jié)構(gòu)的打孔放渣裝置。通過在渣口銅水套內(nèi)增設(shè)銅水套塞子，兩者之間通過渣口銅水套外端凸臺上連接的鋼板來固定限位，兩者的實體內(nèi)均預(yù)埋純銅管。銅水套塞子可方便的從渣口銅水套的安裝孔中拆卸更換。需要放渣時，打通銅水套塞子中間通孔內(nèi)的封泥即可。需要更換時，僅需更擰下螺栓，拿出鋼板，用螺桿擰緊位于銅水套塞子外端面的螺紋孔，拔出塞子，更換新的銅水套塞子，而不必更換渣口銅水套，渣口銅水套和銅水套塞子均為銅冷卻件，使用壽命長。避免了現(xiàn)有技術(shù)渣口鋼水套因因渣的沖刷嚴(yán)重變形強(qiáng)度減弱而易漏水的缺陷，克服了現(xiàn)有技術(shù)更換水套需要停爐的缺陷，從而提高冶金爐的實用安全性能，延長冶金爐的使用壽命，節(jié)約成本。
[0017]掛式鋼內(nèi)框的非受熱面上均布筋板，在筋板的內(nèi)外側(cè)均開設(shè)U形缺口，使內(nèi)框和蓋板之間的冷卻水橫向和縱向都均勻流動，均勻帶走內(nèi)框受熱面吸收的熱量。水套出口側(cè)設(shè)置有導(dǎo)流板，杜絕汽化現(xiàn)象的發(fā)生。水套的上端通過掛板上的槽孔懸掛于鋼結(jié)構(gòu)上，固定方式簡單穩(wěn)定，拆卸方便，單獨拆卸不影響周圍其余構(gòu)件。能使水套順著槽孔方向前后膨脹，限制水套的左右變形。為了保證更好的效果，水套的下端通過固定于蓋板上的螺栓與鋼結(jié)構(gòu)固定，在鋼結(jié)構(gòu)上開設(shè)相應(yīng)的豎直槽孔，即可使水套向下膨脹，限制水套左右變形和向上膨脹。通過上述結(jié)構(gòu)使水套在受熱時前后、向下變形，限制其左右變形，克服了現(xiàn)有技術(shù)水套發(fā)生左右偏移的缺陷，保證了水套上方的頂標(biāo)高，從而避免了水套的變形和爐子的變形，繼而提高了冶金爐窯的安全使用性能，延長了冶金爐窯的使用壽命。
[0018]本發(fā)明的工作原理如下:低品位物料和煤從掛式鋼水套上端的加料口加入，富氧空氣從最下面一層銅水套上的氧氣噴嘴中鼓入，低品位物料、煤和氧氣在銅水套爐墻的熔池內(nèi)進(jìn)行富氧熔煉。富氧熔池熔煉具有煙氣量小、煙氣帶走熱低、熔池溫度高、鉛鋅更易揮發(fā)的特點。低品位物料發(fā)生熔化、分解、脫硫、造硫、造渣等反應(yīng)；煤與氧氣反應(yīng)進(jìn)行燃燒反應(yīng)，為熔煉反應(yīng)提供熱量。熔煉出的銅或鉛從爐缸上的金屬放出口排出，冶煉渣從銅水套爐墻底部的打孔放渣裝置排出。鉛、鋅主要以氧化物形態(tài)存于冶煉渣中；金、銀等貴金屬富集在銅或鉛中，砷、銦等易揮發(fā)金屬集在煙塵中；以上有價金屬經(jīng)富集后均能通過其它流程進(jìn)行回收，從而達(dá)到多種金屬同時回收的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為圖1的俯視示意圖。
[0021]圖3為圖1中的A-A示意圖。
[0022]圖4為圖3中鋼水套的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為圖4中的B-B示意圖。
[0024]圖6為圖4中筋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖7為圖3中打孔放渣裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖8為圖7中的C-C示意圖。
【具體實施方式】
[0027]優(yōu)選實施例，如圖1至圖8所示，本發(fā)明提供的這種用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，包括鋼結(jié)構(gòu)架體I和從下往上依次排列的爐缸2、銅水套爐墻3、掛式鋼水套4。鋼結(jié)構(gòu)架體I包括下部用于支承爐缸2和銅水套爐墻3的支承架11和其上端用于懸掛掛式鋼水套4的掛架12，承載爐體產(chǎn)生的一切負(fù)荷。銅水套爐墻3的外壁有固定框7，固定框7通過千斤頂8和支承架11固定。掛架12與支承架11均采用H型鋼制作，掛架12與支承架11之間為可拆卸的螺栓連接。
[0028]爐缸2包括砌體22和H型鋼圍箍21以及冷卻砌體22的爐臺銅水套23。H型鋼圍箍21保證了砌體22的整體性，砌體22為I類砌體，采用耐火磚，磚縫不大于1mm，砌體22最上端的磚體需保證平整度，爐臺銅水套23放在砌體22最上端的磚體上，對砌體22起冷卻作用。砌體22上有金屬放出口 9。
[0029]銅水套爐墻3為埋純銅管式銅水套，銅水套的受熱面均布有燕尾槽，其內(nèi)嵌有相應(yīng)的燕尾槽型磚，包括三層銅水套，最下面一層的銅水套上有氧氣噴嘴5和打孔放渣裝置6。
[0030]打孔放渣裝置6包括預(yù)埋有銅管的渣口銅水套61和銅水套塞子63，渣口銅水套61的寬度方向中心線上有用于安裝銅水套塞子63的錐形通孔，銅水套塞子63可拆卸的固定于錐形通孔內(nèi)，渣口銅水套61的非受熱面、錐形通孔的上部兩側(cè)有位置對稱的凸臺611，兩凸臺611之間通過螺栓連接有鋼板62，鋼板62跨過銅水套塞子63的外端面，使銅水套塞子63和渣口銅水套61固定限位。渣口銅水套61的受熱面嵌有燕尾槽磚。銅水套塞子63的軸向中心有通孔，通孔外的實體側(cè)壁內(nèi)連接有不銹鋼測溫鋼管66，實體的外端面有便于銅水套塞子63安裝和拆卸的螺紋孔。
[0031]掛式鋼水套4包括內(nèi)框41、蓋板47和掛板45，內(nèi)框41的截面形狀為U形，其底邊外側(cè)為受熱面，蓋板47固定于U形的開口端；內(nèi)框41的受熱面上有分隔板格柵49和渣釘412及覆蓋它們的耐火澆注料414 ;內(nèi)框41和蓋板47之間有豎向均布的若干筋板42，各筋板42的內(nèi)側(cè)和外側(cè)沿縱向?qū)?yīng)均布有U形的凹缺,筋板42的上端有用于固定掛板45的掛耳。蓋板47上有與筋板42相鄰凹缺之間的突出部分穿過的方孔。蓋板47的豎向兩側(cè)有用于相鄰水套連接的耳子46，下部有檢修孔和排污接管48，檢修孔外連接有盲板法蘭415，排污接管48位于檢修孔的下方，排污接管48的外端有與排污管道對接的球閥416。蓋板47上對應(yīng)筋板46的上、下端外側(cè)分別有出水管411和進(jìn)水管410,進(jìn)水管411位于蓋板47和內(nèi)框41之間的水平段上對應(yīng)筋板42的間隙處有出水孔；出水管411的入口端有導(dǎo)流板44，導(dǎo)流板44通過支撐板43與蓋板47固定。
[0032]掛式鋼水套4的上端有與其連通用于排煙、加料和烘爐的煙道口 417、加料口 418和燒嘴口 419。加料口 418為夾套式水冷結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁為不銹鋼材質(zhì)。掛式鋼水套4的下端與銅水套爐墻3間設(shè)置有膨脹縫，用于克服掛式鋼水套4向下的膨脹量和銅水套爐墻3向上的膨脹量；加料口 418為夾套式水冷結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁為不銹鋼材質(zhì)；煙道口 417為銅水套煙道，其銅水套的受熱面均布有燕尾槽，其內(nèi)嵌有相應(yīng)的燕尾槽型磚。
[0033]本發(fā)明的工作原理如下:開爐時，將高溫熔體通過打孔放渣裝置6送入爐缸2內(nèi)，形成熔池，用泥巴封死放渣孔，通過燒嘴口 419進(jìn)行升溫。熔煉時，富氧空氣從最下面一層銅水套上的氧氣噴嘴5中鼓入，低品位物料和煤從掛式鋼水套4上端的加料口 417加入，低品位物料、煤和氧氣在銅水套爐墻的熔池內(nèi)進(jìn)行富氧熔煉。富氧熔池熔煉具有煙氣量小、煙氣帶走熱低、熔池溫度高、鉛鋅更易揮發(fā)的特點。低品位物料發(fā)生熔化、分解、脫硫、造硫等反應(yīng)；煤與氧氣反應(yīng)進(jìn)行燃燒反應(yīng)，為熔煉反應(yīng)提供熱量。熔煉出的銅或鉛從爐缸2上的金屬放出口 9排出。煉鉛時，冶煉渣從銅水套爐墻3側(cè)部的打孔放渣裝置6 (圖3)排出，進(jìn)富氧還原爐，煉銅時，冶煉渣從銅水套爐墻3端墻的打孔放渣裝置6 (圖1)排出，進(jìn)煙化爐。爐墻3端部設(shè)置底渣口打孔放渣裝置6 (圖3)，便于更換風(fēng)嘴噴槍。鉛、鋅主要以氧化物形態(tài)存于冶煉渣中；金、銀等貴金屬富集在銅或鉛中，砷、銦等易揮發(fā)金屬集在煙塵中；以上有價金屬經(jīng)富集后均能通過`其它流程進(jìn)行回收，從而達(dá)到多種金屬同時回收的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，其特征在于:該熔煉爐包括從下往上依次排列的爐缸、銅水套爐墻、掛式鋼水套，它們的外圍有鋼結(jié)構(gòu)架體，爐缸位于鋼結(jié)構(gòu)架體的底面骨架上，銅水套爐墻的外壁有用于與鋼結(jié)構(gòu)架體連接的固定框，掛式鋼水套懸掛于鋼結(jié)構(gòu)架體的上端；銅水套爐墻包括若干層銅水套，最下面一層的銅水套底部有氧氣噴嘴和打孔放渣裝置；所述掛式鋼水套的上端有與其連通用于排煙和加料的煙道口和加料□。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，其特征在于:所述鋼結(jié)構(gòu)架體采用H型鋼制作，包括上端用于懸掛所述掛式鋼水套的掛架和其下方用于固定所述銅水套爐墻和爐缸的支承架，掛架和支承架之間為可拆卸的螺栓連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，其特征在于:所述銅水套爐墻內(nèi)包括三層銅水套，銅水套內(nèi)預(yù)埋有純銅管，銅水套的受熱面均布有燕尾槽，其內(nèi)嵌有相應(yīng)的燕尾槽型磚。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，其特征在于:所述固定框框通過千斤頂和所述支承架固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，其特征在于:所述打孔放渣裝置包括預(yù)埋有純銅管的渣口銅水套和銅水套塞子，渣口銅水套的寬度方向中心線上有用于安裝銅水套塞子的錐形通孔，銅水套塞子裝配于錐形通孔內(nèi)，渣口銅水套的非受熱面、錐形通孔的上部兩側(cè)有位置對稱的凸臺，兩凸臺的頂部均開有軸向的螺紋孔，螺紋孔之間通過螺栓連接有鋼板，鋼板跨過銅水套塞子的上端面，使銅水套塞子和渣口銅水套固定限位；渣口銅水套的受熱面均布有燕尾槽，其內(nèi)嵌有相應(yīng)的燕尾槽型磚。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，其特征在于:所述銅水套塞子的軸向中心有通孔，通孔外的實體側(cè)壁內(nèi)連接有不銹鋼測溫管，實體的外端面有便于銅水套塞子安裝和拆卸的螺紋孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，其特征在于:所述掛式鋼水套，包括截面形狀為U形的內(nèi)框和固定于內(nèi)框U形的開口端的蓋板，內(nèi)框的U形底邊外側(cè)為受熱面，受熱面上有分隔板格柵和渣釘及覆蓋它們的耐火澆注料；蓋板的下部有進(jìn)水管，上部有出水管；蓋板上部有用于懸掛水套的掛板，掛板上開有沿其寬度方向的槽孔，用于與鋼結(jié)構(gòu)連接；內(nèi)框和蓋板之間均布有豎向布置的若干筋板，筋板均布于所述內(nèi)框的非受熱面上，各筋板的內(nèi)側(cè)和外側(cè)沿縱向?qū)?yīng)均布有U形的凹缺，筋板的上端有用于固定所述掛板的掛耳。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，其特征在于:所述蓋板上有與所述筋板相鄰凹缺之間的突出部分穿過的方孔，蓋板的豎向兩側(cè)有用于相鄰水套連接的耳子，下部有螺栓和檢修孔，螺栓垂直蓋板固定于檢修孔的上方，用于與鋼結(jié)構(gòu)連接，檢修孔外連接有盲板法蘭。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，其特征在于:所述進(jìn)水管位于筋板的下端外側(cè)，其上對應(yīng)相鄰筋板的間隙處有出水孔；所述出水管位于所述筋板上端的外側(cè)，其入口端外有通過支撐板與所述蓋板固定的導(dǎo)流板。
10.如權(quán)利要求1所述的用于處理低品位多金屬物料的富氧熔煉爐，其特征在于:所述掛式鋼水套的上端還有用于烘爐的燒嘴口，下端與所述銅水套爐墻間設(shè)置有膨脹縫，用于克服掛式鋼水套向下的膨脹量和銅水套爐墻向上的膨脹量；所述加料口和為夾套式水冷結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁為不銹鋼材質(zhì)；所述煙道口為銅水套煙道，其銅水套的受熱面均布有燕尾槽，其內(nèi)嵌有相應(yīng)的燕尾槽型磚；所述爐缸包括砌體，砌體的外圍有型鋼圍箍、上端有用于冷卻砌體的爐臺銅水套； 砌體上有金屬放出口。
【文檔編號】C22B5/12GK103451430SQ201310355565
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】宋守恒, 蔡暉, 白樺, 張嶺, 陳艷梅 申請人:長沙有色冶金設(shè)計研究院有限公司